עקרון באבינה

בפיזיקה, העיקרון של באבינה^[1] קובע שתבנית העקיפה מגוף אטום זהה לזו של חור באותו גודל וצורה עד כדי עוצמת האלומה הקדמית הכוללת. הוא נוסח בשנות ה-1800 על ידי הפיזיקאי הצרפתי ז'אק באבינה.

הסבר

נניח ש- B הוא הגוף המפזר המקורי, ו- B' הוא המשלים שלו, כלומר גוף שקוף. סכום תבניות הקרינה הנגרמות על ידי B ו- B' חייב להיות זהה לתבנית הקרינה של האלומה הבלתי חסומה. במקומות שאליהם הקרן הבלתי מופרעת לא הייתה מגיעה, זה אומר שדפוסי הקרינה הנגרמים על ידי B ו- B' חייבים להיות הפוכים בפאזה, אך שווים במשרעת.

דפוסי עקיפה מפתחים או גופים בגודל וצורה ידועים מושווים לדפוס העקיפה מהגוף הנמדד. לדוגמה, ניתן למצוא את גודל תאי הדם האדומים על ידי השוואת דפוס העקיפה שלהם עם מערך של חורים קטנים. אחת ההשלכות של העיקרון של Babinet היא פרדוקס ההכחדה, הקובע שבגבול העקיפה, הקרינה המוצאת מהקרן עקב חלקיק שווה לפעמיים החתך של החלקיק כפול השטף. הסיבה לכך היא שהקרינה המוצאת מהקרן היא סכום של הקרינה הנספגת בחלקיק או מוחזרת ממנו עם הקרינה המפוזרת קדימה. הקרינה הנספגת או מוחזרת שווה לשטף בחתך הרוחב של החלקיק. לפי עקרון באבינה האור המפוזר קדימה זהה לאור שיעבור דרך חור בצורת חלקיק, כך שכמות האור שפוזר קדימה שווה גם לשטף דרך חתך החלקיק.

העיקרון משמש לרוב באופטיקה אך הוא נכון גם לגבי צורות אחרות של קרינה אלקטרומגנטית והוא, למעשה, משפט כללי^{[דרוש מקור]} של עקיפה במכניקת גלים. העיקרון של Babinet מוצא שימוש רב ביכולתו לזהות 'שוויון' בגודל ובצורה. 

ניסוי הדגמה

ניתן לראות את ההשפעה בפשטות באמצעות לייזר. תחילה, מקם חוט דק (כ-0.1 מ"מ) בתוך קרן הלייזר וצפה בתבנית הדיפרקציה. לאחר מכן צפה בתבנית הדיפרקציה כאשר הלייזר זוהר דרך חריץ צר. החריץ יכול להתבצע או באמצעות מדפסת לייזר או מכונת צילום על ידי הדפסה על שקף או באמצעות סיכה השורטת קו על פיסת זכוכית שעושנה מעל להבת נר.

העיקרון של באבינה בשידורי רדיו וראדאר

העיקרון של באבינה יכול לשמש בתחום שידורי הרדיו והראדאר כדי למצוא עכבות משלימות.

ראו גם

• מכ"ם ביסטטי

הערות שוליים

1. M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 1999, Cambridge University Press, Cambridge.